画像形成方法及び画像形成装置

【課題】トナーの帯電量変化率が現像装置駆動時間単位のトナー消費量に相関が強いことを利用し、経時でのトナー帯電量変動幅を一定範囲に制御することで現像剤中のＴＣの変動幅を異常画像の発生しない適正範囲に保ち、良好な画質を維持する２成分電子写真方式の画像形成方法及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナーとキャリアからなる２成分現像方式の画像形成方法において、作像開始に際して、現像装置駆動時間とトナー消費量を検知Ｓ１し、作像工程の際に現像装置駆動時間当たりのトナー消費量を表すαの値が一定範囲となるように、前記αが設定下限を下回った時はトナーを強制的に消費Ｓ２し、反対に前記αが設定上限を上回った時は現像装置を駆動Ｓ４し、現像剤を攪拌する制御を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー濃度（ＴＣ）を経時的に安定して画像形成を行う、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成方法、及び画像形成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子写真方式を利用するデジタル複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置が広く使用されている。そのような画像形成装置では、像担持体となる感光体上にレーザビームで静電潜像を形成し、トナーで現像して、記録紙などの記録部材上に、直接または間接にトナー像を転写することによって画像を形成している。
近年、電子写真方式の画像形成法においても高画質が要求されているが、現像剤のトナー濃度（以下、ＴＣとする）により画質が大きく変化する。例を挙げると、高ＴＣでは現像剤嵩が増して現像剤の循環不良から帯状の白抜け画像が発生する。また、高ＴＣ推移はトナー飛散にも不利である。
逆に、低ＴＣではトナー量が不足していることから濃度ムラに対して不利である。さらに、現像剤を攪拌・搬送スクリュで搬送する方式では現像剤嵩が減少して現像スリーブへの汲み上げ不良を起こすことから画像に攪拌・搬送スクリュピッチのムラが発生する。
このように、画像形成において高画質を得るにはＴＣを一定範囲に制御することが望ましいが、画像濃度を一定に保つ制御においてはトナーの帯電量を一定推移にする必要がある。
【０００３】
トナー帯電量は現像剤の使用される条件で変動することが確認されている。単位時間当たりのトナー消費量が少ない条件下ではドクタ部を通過して帯電するトナーが多くなるために帯電量は上昇し、逆に単位時間当たりのトナー消費量が多い条件下では、キャリアへトナー添加剤が付着するのが促進され、帯電量が低下する。
上述のごとく、２成分現像剤は、単位時間当たりのトナー消費量によって経時でトナーの帯電量が増加、又は低下する方向が変化する。トナーの帯電量が増加する理由は、単位時間当たりのトナー消費量が小さいとキャリアとの接触時間の長いトナーが存在するためであり、その場合、目標の画像濃度を得ようとするとＴＣを上げる必要が生じる。
また、トナー帯電量が減少する理由は、単位時間当たりのトナー消費量が大きいと、キャリアへのトナー添加剤の付着によりキャリアの帯電能力が低下し、目標画像濃度を得ようとするとＴＣを下げる必要が生じる。
このことは、つまり、トナー帯電量を一定に保てる単位時間当たりのトナー消費量の範囲が存在することを表しており、この範囲であれば、トナー帯電量を経時で安定させ、結果的にＴＣを経時で安定させて画質を安定化することができる筈である。
【０００４】
ＴＣが変化した時の画像への影響について説明する。先ず、ＴＣが上昇し過ぎた時には、現像剤嵩が増すことによる現像装置内の分散不良が起こり、白帯が発生することがある。また、トナー飛散にも不利である。
逆に低下し過ぎた時には、トナー絶対量の不足から濃度ムラの余裕度が無くなり、また、現像剤の嵩が減ることからスリーブへの汲み上げ不良を起こし、画像に攪拌・搬送スクリュピッチでムラが発生することがある。このようにＴＣは一定範囲で用いる必要があるが、帯電量を環境及び経時を含めて一定範囲に保つのは困難であった。
環境による現像剤帯電量の変化については、温湿度検知素子等の情報から補正を行うことにより対処は可能であるが、経時での変化については現像剤が使用される状況により傾向が変わるため制御が困難である。
例として挙げると、１回の作像動作で低画像面積率の画像を１枚ずつ出力する条件下では帯電量は上昇し、１回の作像動作で高画像面積率の画像を１００枚ずつ出力する条件下では帯電量は下降して行く。つまり、枚数基準または現像駆動時間基準では制御不可能である。
【０００５】
ここで、トナー帯電量を一定範囲に維持するためには、現像装置を駆動する時間とトナーを消費する量を調整して単位時間当たりのトナー消費量を一定範囲に収めることが必要となる。かかる問題に対し多くの提案がなされてきた（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１では、像担持体に現像されたトナーの表面電位を測定し、基準値と比較して現像器を駆動またはトナーを強制消費させて帯電量を適正範囲に制御する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平６−１８６８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この技術ではトナーの表面電位を測定する手段が必要であることと、湿度やＴＣでトナーの帯電量は変化するため検知手段が必要となるとともに制御が複雑になってしまうという問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、トナーの帯電量変化率が現像装置駆動時間単位のトナー消費量に相関が強いことを利用し、経時でのトナー帯電量変動幅を一定範囲に制御することで現像剤中のＴＣの変動幅を異常画像の発生しない適正範囲に保ち、良好な画質を維持する２成分電子写真方式の画像形成方法及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、トナーとキャリアからなる２成分現像方式の画像形成方法において、作像開始に際して、現像装置駆動時間とトナー消費量を検知し、作像工程の際に現像装置駆動時間当たりのトナー消費量を表すαの値が一定範囲となるように、前記αが設定下限を下回った時はトナーを強制的に消費し、反対に前記αが設定上限を上回った時は現像装置を駆動し、現像剤を攪拌する制御を行う画像形成方法を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記制御を定期的に行い、その間隔は一定現像装置駆動時間間隔で行う請求項１記載の画像形成方法を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記制御を定期的に行い、その間隔はトナー消費量基準で行う請求項１記載の画像形成方法を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記αの範囲としては、適正トナー濃度が得られる帯電量の値を基準として、帯電量の変動が±１０μＣ／ｇ以内となるαの範囲を用いる請求項１記載の画像形成方法を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記αの目標範囲の下限は画像のボソツキが許容範囲となるように設定する請求項１記載の画像形成方法を特徴とする。
【０００８】
また、請求項６に記載の発明は、前記制御において、前記現像装置を駆動させる補正を行う際に駆動速度を作像動作時よりも速くする請求項１記載の画像形成方法を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記制御のためにトナー消費を行うトナー消費実施は、作像の間にパターンを作ることにより行う請求項１記載の画像形成方法を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記制御の実施は、前記現像装置が複数存在する場合には、それぞれの現像装置において前記αを計算し、補正が入る条件の現像装置のみに対してトナー消費及び現像装置駆動を行う請求項１記載の画像形成方法を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、前記制御を、画像濃度調整時及び位置合わせ動作時と同時に行う請求項１記載の画像形成方法を特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置において、請求項１記載の画像形成方法における補正制御を、定着装置のウォームアップ時に行う画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、単位時間当たりのトナー消費量が小さい場合、トナーを強制的に消費することで、全体のトナー帯電量を下げることにより、ＴＣを上げる必要を無くすことができる。また、αが大きい場合、現像装置を駆動させて攪拌することでキャリアに付着した添加物を除去するとともにトナーとキャリアの接触機会を増加することで全体の帯電量を上昇させ、ＴＣの低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用するカラー画像形成装置、具体的には、タンデム型間接転写方式の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図２は図１のタンデム画像形成部の画像形成手段周辺を拡大して示す概略図である。
図１及び図２を参照して、この画像形成装置は画像形成装置本体１、画像形成装置本体１を載せる給紙テーブル２、画像形成装置本体１上に取り付けるスキャナ（読み取り光学系）３、さらにその上に取り付ける自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）４から構成されている。
画像形成装置本体１の中央位置には、横方向へ延びる無端ベルト状の中間転写体１０を設けている。そして、図示例では中間転写体１０を３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能としている。
図示例では、３つの支持ローラ１４、１５、１６の中で、第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設けている。
また、３つの支持ローラ１４、１５、１６の中で第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成部２０を構成している。
【００１１】
タンデム画像形成部２０の直上には、図１に示すように、さらに露光装置２１を設けている。一方、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写装置２２を備えている。
２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像を給紙テーブルからのシートに転写する。
２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設けている。定着装置２５は無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。上述した２次転写装置２２は、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。
なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転させるシート反転装置２８を備えている。
【００１２】
さて、いまこのカラー電子写真装置を用いてコピーを取るときは、自動原稿搬送装置４の原稿台３０上に原稿をセットする。または、自動原稿搬送装置４を開いてスキャナ３のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、自動原稿搬送装置４を閉じて原稿を押さえる。
図示してないスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４に原稿をセットした時は、原稿を搬送して読み取りガラス３２（図示せず）上へと移動させた後、他方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットした時は、直ちにスキャナ３を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。
そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
また、図示してないスタートスイッチを押すと、図示してない駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６のうちの１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。
同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【００１３】
一方、図示してないスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出す。
繰り出されたシートを分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機（画像形成装置）本体１内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込む。定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切り換え爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。
又は、切り換え爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００１４】
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７によって画像転写後にその上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
図１のタンデム画像形成部の２つの画像形成手段周辺を拡大して示す図２のように、上述したタンデム画像形成部２０において、個々の画像形成手段１８（図２では２つのみ示している）は、詳しくは、例えば、ドラム状の感光体４０のまわりに、帯電装置６０、現像装置６１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４などを備えている。
現像装置６１は、現像剤容器６５内に、現像剤攪拌・搬送手段としての第１の現像剤攪拌部（トナー補給側）６６の現像剤攪拌・搬送スクリュ６６ａ、第２の現像剤撹拌部（現像剤担持体側）６７の攪拌・搬送スクリュ６７ａ、現像剤担持体（現像ローラ、現像スリーブ）６８を備えている。
【００１５】
第１の現像剤撹拌部６６の現像剤容器６５外壁には図示しない補給口を設けてあり、図示しないトナー補給装置からトナーが供給される。トナー補給側現像剤攪拌スクリュ６６ａは、トナー補給装置から補給されたトナーと現像剤容器６５内の現像剤（磁性粒子とトナーとを有する２成分現像剤）とを攪拌・搬送する。
また、第２の現像剤撹拌部（現像剤担持体側）６７の攪拌スクリュ６７ａは、現像剤容器６５内の現像剤を攪拌・搬送する。第１の現像剤攪拌部６６と第２現像剤攪拌部６７は仕切り壁６９で仕切られており、両端部に現像剤を受け渡す開口部（図示せず）がある。図２中、符号１０は中間転写体、７１はトナー濃度センサ、７３は現像剤ブレード、７５はクリーニングブレード、７６はクリーニングローラを示している。
【００１６】
次に、本発明に用いた画像形成装置のカラー画像形成のプロセスについて説明する。カラー画像の形成時には、まず、第１画像形成部１８において、回転する感光体ドラム４０の表面に帯電装置である帯電ローラ６０によって均一に電荷が付与されて、約−６５０Ｖに均一帯電が行われる。
その後、露光装置であるレーザ光学系によって画像露光を施し、感光体ドラム４０の表面の光導電層上に静電潜像を形成する。そしてその静電潜像に現像装置６１に備えられた現像スリーブ６８から、イエロー現像剤を用いて現像が行われて、潜像をイエロートナー像として可視化する。
【００１７】
現像行程について説明する。現像装置６１は２成分現像剤を収容した現像容器６５に、現像スリーブ６８、攪拌スクリュ６６ａ、６７ａ、及び現像スリーブ６８の表面にトナー薄層を形成するドクターブレード７３を配置して構成されている。
現像スリーブ６８は、少なくとも現像時は、感光体ドラム４０に対して近接して配置され、現像剤が感光体ドラム４０に接触する状態で現像できるように設定されている。
本実施の形態で用いた２成分現像剤は、粉砕法によって製造した平均粒径６〜７μｍのネガ帯電トナーと平均粒径が３５μｍの磁性キャリアを混合して構成されている。また、この実施の形態では、現像時には、現像スリーブ６８に−５００ｖが現像バイアスとして印加されかつ現像が行われている。
【００１８】
転写行程について説明する。感光体ドラム４０上に可視化されたトナー像は、第１の中間転写部で中間転写ベルトに転写され、その後、第２、第３、第４の画像形成手段１８の順でそれぞれの感光体ドラム４０上のトナー像は中間転写ベルト１０に転写が行われ、これにより中間転写ベルト１０上に色重ねした像が形成される。
この中間転写ベルト上に色重ねをして形成されたトナー像は、２次転写ベルト２４により転写紙に転写が行われ、その後、定着装置２５によりトナー像は転写紙に熱定着されて、画像定着した転写紙が排紙部５７に出力される。
【００１９】
画像濃度制御について説明する。電子写真方式において、現像ポテンシャルを段階的に変化させて現像されるトナー量を光学素子による検知量から計算すると、現像ポテンシャルと付着量との関係は線形性を示す。その傾きを現像γ、現像されるトナー量が０となる時の現像ポテンシャルの値を現像開始電圧：Ｖｋと呼ぶ。
この現像γとＶｋの値から、望みのトナー付着量が得られる現像ポテンシャルを計算し、帯電電位Ｖｃ、現像電位Ｖｂ、及びレーザ光量を予め設定してあるテーブルから選択する方法が取られている。
ＴＣの変化について説明する。本方式では目標の現像γ値を設定し、現像ポテンシャルを一定範囲に収めるようにトナー補給量を制御している。現像剤という範囲でのみ考えると、これは現像剤の帯電量を一定範囲に収めることを意味しており、環境や経時での現像剤の帯電量変化にはＴＣを変化させることによる帯電量調整が行われる。その結果、帯電量が低下する際にはＴＣは低下し、帯電量が上昇する際にはＴＣは上昇する。
【００２０】
図３は本発明による画像形成方法の現像剤制御のフローを説明するフローチャートである。図３に示すように、作像開始に際して、現像装置駆動時間当たりのトナー消費量αを検知して、αが基準範囲内かどうか判断する（Ｓ１）。
この場合に、αが基準範囲を下回るならば、トナーを強制的に消費し（Ｓ２）、電位制御を行って（Ｓ３）作像準備に入る。また、αが基準範囲を上回るならば、現像スリーブ６８（図２）の駆動モータ（図示せず）を駆動し（Ｓ４）、電位制御を行って（Ｓ３）作像準備に入る。さらに、ステップ（Ｓ１）において、αが基準範囲内であるならば、そのまま電位制御を行って（Ｓ３）作像準備に入る。
このように、本発明による画像形成方法は、現像装置駆動時間とトナー消費量を検知し、作像工程の際に現像装置駆動時間当たりのトナー消費量を表すαの値が一定範囲となるように、前記αが設定下限を下回った時はトナーを強制的に消費し、反対に前記αが設定上限を上回った時は現像装置を駆動し、現像剤を攪拌する制御を行うようになっている。
この制御を行う制御回路は本発明を使用するタンデム型間接転写方式の画像形成装置の全体構成に組み込まれ、タンデム画像形成部の現像装置に含まれるので制御回路としてはとくに図示していない。
【００２１】
図４は単位時間当たりのトナー消費量（＝α）と初期ＴＣで正規化した帯電量（＝ＤＡ）変化量をグラフで示す図である。図５は単位時間当たりのトナー消費量：大でのＴＣ推移（補正有り／無し）をグラフで示す図である。図６は単位時間当たりのトナー消費量：少でのＴＣ推移（補正有り／無し）をグラフで示す図である。
図４乃至図６を参照して、本発明による第１の実施の形態を説明する。図４は現像装置６１（図２）の駆動時間当たりのトナー消費量：αを変化させた時のＴＣ７ｗｔ％に換算した初期からの帯電量の変化量：ΔＤＡを示したものである。
（〔ＤＡ〕＝〔Ｑ／Ｍ〕×〔ＴＣ〕／７）
α＜１５［ｍｇ／秒］では帯電量が上昇し、α＞２５［ｍｇ／秒］では帯電量が下降しているのが確認できる。ここで、１５＜α＜２５［ｍｇ／秒］とし、この範囲から外れた時の動作として、
α＜１５［ｍｇ／秒］・・・αに収まるようにトナーを強制的に消費する
α＞２５［ｍｇ／秒］・・・αに収まるように現像装置６１を駆動し、現像剤を攪拌する
を行うように設定した。
【００２２】
図５及び図６は本発明の第１の実施の形態での補正の有り／無しでＴＣの推移を調査した結果を示している。補正を入れることにより、現像駆動時間当たりのトナー消費量に拘わらずＴＣ推移を安定できていることが確認できた。
図７は枚数基準補正のＴＣ推移をグラフで示す図である。図８は現像器駆動時間基準補正のＴＣ推移をグラフで示す図である。図９は現像器駆動時間基準補正のＴＣ推移を横軸に枚数をとってグラフで示す図である。
本発明における第１の実施の形態の補正を搭載した例として、第２の実施の形態としてトナー消費量が少なく、画像濃度調整や位置合わせ動作が一定作像枚数毎に入る条件下で１００枚毎に本発明の補正を反映したＴＣ推移を図７に示している。
作像枚数に対し、ＴＣが経時で上昇していることが判る。これは画像濃度調整や位置合わせ動作は作像動作を行うため現像装置は駆動するものの、枚数としては０である。そのため作像枚数と現像装置駆動時間と枚数は必ずしも直線関係にはならず、想定しているよりも現像装置駆動時間が長いためにトナー帯電量が増加してしまうことが原因と考えられる。
このことから、実使用上、作像枚数は補正には不向きであるといえる。このことは１回の作像動作（ジョブ）で出力される枚数や紙サイズ等も現像装置駆動時間と作像枚数に直線関係を成立させない要因である。
【００２３】
ここで現像装置駆動時間を基準とし、１００分毎に本補正を入れて同じ条件で通紙した時のＴＣ推移を図８に示している。作像枚数基準よりもＴＣ上昇が抑えられており、現像装置駆動時間を基準とすることでＴＣ制御が安定して行えることが確認できた。図９に示すように同じ枚数で比較してみてもやはりＴＣ上昇が抑制されている。
ＴＣを一定に保つには、第１の実施の形態に示す制御を定期的に行う必要がある。ここで現像装置駆動時間を基準とすることで、単に印刷動作時だけでなく画像濃度調整動作時や位置合わせ動作時の駆動時間も考慮するため正確な補正が可能である。
【００２４】
図１０は現像装置駆動時間基準のＴＣ推移をグラフで示す図である。第２の実施の形態では現像装置駆動時間基準で補正を行うものであった。この制御を入れてトナー消費量が多い条件下で通紙を行った場合のＴＣ推移を第３の実施の形態として図１０の◆にて示している。帯電量の低下に伴うＴＣ低下が見られる。
これは一定現像装置駆動時間内に消費されるトナーが多いために補正が行われる前に帯電量が低下してしまっているためである。そこでトナー消費量を考慮し、一定トナー消費量毎に補正を入れるようにした条件でのＴＣの推移を■で示している。この場合は、帯電量が低下する前に補正が行われ、ＴＣの低下が抑えられていることが確認できる。
第２の実施の形態にて示した現像装置攪拌時間基準の補正では、補正の間に多量のトナーが消費された場合に帯電量が大きく低下してしまい、補正動作での攪拌時間が伸びてしまう。ここでトナー消費量を基準とすることで、補正間の大幅な帯電量低下を抑制でき、攪拌時間も短縮することができる。
【００２５】
図１１はトナー消費量が多い場合の現像装置駆動時間基準によるＴＣ推移をグラフで示す図である。図１２はトナー消費量が少ない場合の現像装置駆動時間基準によるＴＣ推移をグラフで示す図である。
第４の実施の形態は本発明である補正が行われるαの範囲を規定したものである。αの範囲が大き過ぎると、補正が行われずに従来とほぼ変わらず効果が低減してしまう。
補正の行われるαの範囲は、第１の実施の形態におけるＤＡの変化量が０となる点を基準として、一定範囲の帯電量変動に収まるように設定するのが望ましい。
【００２６】
図１１はαの範囲を変えて、以下の条件で作像を繰り返したときのＴＣの推移を見たものである。ここで、第１の実施の形態におけるＤＡの変化量が０となる単位時間当たりのトナー消費量をα０とし、本発明における補正が入る範囲を第１の実施の形態においてそれぞれＤＡの変動が±１０、１５、２０μＣ／ｇとなる単位時間当たりの消費量：α０±５、１０、１５ｍｇ／秒としたもので比較を行っている。
補正の入る範囲がα＝０±１５ｍｇ／秒（ＤＡ変動±２０μＣ／ｇ）では補正の効果が追いつかず、αが大きい時には帯電量が低下し、その結果、ＴＣが低下している。また、αが小さい時には帯電量が上昇し、その結果ＴＣも上昇しており、本補正の効果が得られていない。
このような結果から、帯電量の変化量が±１５μＣ／ｇ以内となるαの範囲を用いるのが帯電量を一定範囲で推移させるのに効果的であることを確認することできる。
単位時間当たりのトナー消費量によってトナー帯電量の推移が変化し、帯電量上昇と低下のバランスが取れる範囲が存在する。現像装置駆動時間に対する帯電量の変化率が±１０μＣ／ｇの範囲となるαを用いることで、常に帯電量を適正な範囲に維持することができる。
【００２７】
図１３は第４の実施の形態でのボソツキランク推移をグラフで示す図である。第５の実施の形態では単位時間当たりのトナー消費量が少ない場合の画像のボソツキ、すなわち、画像上のベタ部の濃度ムラを抑えることに関心を向けている。
単位時間当たりのトナー消費量が少ない場合にはぼそついた画像となることがある。これは、現像装置中で長い間攪拌されることによって帯電量が高くなったトナーが多く存在し、転写しにくくなることが１つの原因として挙げられる。
ここで、本制御においてボソツキが許容範囲となる単位時間当たりのトナー消費量の下限を予め調べ、その下限を下回った際にトナー消費をすることで、ボソツキのない画質を維持することができると考えた。
図１３は第４の実施の形態のトナー消費量が少ない場合において、画像のボソツキをランク付けし、その推移を見たものである。トナー消費を行うしきい値を１０ｍｇ／秒とすることでボソツキの良い画質が維持できていることが確認できた。
【００２８】
図１４は補正時の現像装置駆動速度変更時の補正に掛かった時間をグラフで示す図である。第６の実施の形態は単位時間当たりのトナー消費量が多い場合の現像装置を駆動する補正を行う際に、現像装置駆動速度を作像動作時より速くすることで補正に掛かる時間を短縮することに関心を向けている。
図１４には、現像装置駆動時間を、それぞれ、作像時と同じ、作像時の１．５倍、及び作像時の２倍とし、単位時間当たりのトナー消費量が４０ｍｇ／秒の条件下において連続作像動作をさせた時の補正に掛かった時間を示している。補正動作時の現像装置駆動速度を作像時より速くすることで補正時間を短縮することが確認できる。
【００２９】
図１５はトナー消費のタイミングによる一定枚数出力に掛かった時間をグラフで示す図である。第７の実施の形態は単位時間当たりのトナー消費量が少ない場合に、作像動作を停めることなくトナー消費による補正を行うことに関心を向けている。
トナー消費動作を、それぞれ、一定枚数作像後と作像間（紙間）に行うものとで一定枚数通紙を行った時の時間を図１５に示している。作像間に補正を行うことで通紙に要する時間を短縮することができた。
このように、単位時間当たりのトナー消費量が一定量より少ない場合、現像装置中のトナーを消費させるが、作像の間に消費パターンを作成することにより、補正に掛かる時間を短縮できる。
【００３０】
図１６は動作させる対象の差による現像剤劣化（キャリア膜の削れ量）の違いをグラフで示す図である。第８の実施の形態は複数の現像装置を有する場合に、各現像装置それぞれでαを算出し、必要なもののみ同時にトナー消費および現像装置駆動による補正を行い、補正が必要のないものは動作させないことで、補正での現像剤劣化の抑制を意図している。
図１６は補正時に全てのユニットを動作させたものと、補正が必要なもののみ動作させたもので、キャリアの劣化度合いを各現像装置のキャリアの膜の削れ量の合計を表したものである。
全ての現像装置を動作させると補正が必要ないものも含まれるため、トータルでのキャリアの劣化が進行しており、補正が必要なユニットのみ動作させることでキャリアの劣化が抑えられている。
【００３１】
図１７は画像濃度調整時及び位置合わせ時での補正の有無による通紙時間の違いをグラフで示す図である。第９の実施の形態では、定期的に行われる画像濃度調整時及び位置合わせ動作時に、本発明による補正を行うことによりさらなる時間短縮を目途としている。
単位時間当たりのトナー消費量が少ない場合の現像装置攪拌動作は画像濃度調整時や位置合わせ動作時に同時に行う。また、単位時間当たりのトナー消費量が多い場合には、画像濃度調整時や位置合わせ動作時に作成するパターンと干渉しない位置に、本発明での消費パターンを作成することにより同時に消費を行うことで時間短縮を実現できる。
図１７には本発明による補正を、画像濃度調整時及び位置合わせ時に行うものと行わないもので一定枚数通紙するのに要した時間を表している。画像濃度調整時及び位置合わせ時に本発明の補正を行うことで、補正に掛かる時間を短縮できている。
従って、濃度調整動作や位置合わせ動作ではそれぞれ特別なパターンを作像するが、そのパターンに干渉しない位置に消費パターンを作成してトナー消費を行う場合の補正を行い、現像装置駆動による補正も画像濃度調整時及び位置合わせ時と同時に行うことで補正に掛かる時間を短縮することができる。
【００３２】
図１８は定着装置立ち上げ時間での補正の有無による補正に掛かる時間の違いをグラフで示す図である。第１０の実施の形態では、定着装置の温度が立ち上がる間に、本発明による補正を行うことによりさらなる時間短縮を図ることを目途としている。
第１０の実施の形態によれば、エネルギ削減のため機械電源を落としている時からスタンバイまでには定着装置の立ち上げ時間を要するが、その時間を利用して本補正を行うことで効率的に補正を行うことができる。
図１８は本発明による補正を、定着装置立ち上げ時に行うものと行わないもので１０日間に補正に要した時間を表したものである。定着装置立ち上げ時に本発明の補正を行うことで、補正だけ行っている時間を削減でき、補正に掛かる時間を短縮でき、効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を適用するカラー画像形成装置、具体的には、タンデム型間接転写方式の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１のタンデム画像形成部の画像形成手段周辺を拡大して示す概略図である。
【図３】本発明による画像形成方法の現像剤制御のフローを説明するフローチャートである。
【図４】単位時間当たりのトナー消費量（＝α）と初期ＴＣで正規化した帯電量（＝ＤＡ）変化量をグラフで示す図である。
【図５】単位時間当たりのトナー消費量：大でのＴＣ推移（補正有り／無し）をグラフで示す図である。
【図６】単位時間当たりのトナー消費量：少でのＴＣ推移（補正有り／無し）をグラフで示す図である。
【図７】枚数基準補正のＴＣ推移をグラフで示す図である。
【図８】現像器駆動時間基準補正のＴＣ推移をグラフで示す図である。
【図９】現像器駆動時間基準補正のＴＣ推移を横軸に枚数をとってグラフで示す図である。
【図１０】現像装置駆動時間基準のＴＣ推移をグラフで示す図である。
【図１１】トナー消費量が多い場合の現像装置駆動時間基準によるＴＣ推移をグラフで示す図である。
【図１２】トナー消費量が少ない場合の現像装置駆動時間基準によるＴＣ推移をグラフで示す図である。
【図１３】第４の実施の形態でのボソツキランク推移をグラフで示す図である。
【図１４】補正時の現像装置駆動速度変更時の補正に掛かった時間をグラフで示す図である。
【図１５】トナー消費のタイミングによる一定枚出力に掛かった時間をグラフで示す図である。
【図１６】動作させる対象の差による現像剤劣化（キャリア膜削れ量）の違いをグラフで示す図である。
【図１７】画像濃度調整時及び位置合わせ時での補正の有無による通紙時間の違いをグラフで示す図である。
【図１８】定着装置立ち上げ時間での補正の有無による補正に掛かる時間の違いをグラフで示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
２０タンデム画像形成部、４０ドラム状の感光体、６０帯電装置、６１現像装置、６２１次転写装置、６６ａ現像剤攪拌・搬送スクリュ、６７ａ現像剤攪拌・搬送スクリュ、６８現像剤担持体（現像スリーブ）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアからなる２成分現像方式の画像形成方法において、作像開始に際して、現像装置駆動時間とトナー消費量を検知し、作像工程の際に現像装置駆動時間当たりのトナー消費量を表すαの値が一定範囲となるように、前記αが設定下限を下回った時はトナーを強制的に消費し、反対に前記αが設定上限を上回った時は現像装置を駆動し、現像剤を攪拌する制御を行うことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
前記制御を定期的に行い、その間隔は一定現像装置駆動時間間隔で行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】
前記制御を定期的に行い、その間隔はトナー消費量基準で行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項４】
前記αの範囲として、適正なトナー濃度が得られる帯電量の値を基準として、帯電量の変動が±１０μＣ／ｇ以内となるαの範囲を用いることを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項５】
前記αの目標範囲の下限は、画像のボソツキが許容範囲となるように設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項６】
前記制御において、前記現像装置を駆動させる補正を行う際に駆動速度を作像動作時よりも速くすることを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項７】
前記制御のためにトナー消費を行うトナー消費実施は、作像の間にパターンを作ることにより行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項８】
前記制御の実施は、前記現像装置が複数存在する場合には、それぞれの現像装置において前記αを計算し、補正が入る条件の現像装置のみに対してトナー消費及び現像装置駆動を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項９】
前記制御を、画像濃度調整時及び位置合わせ動作時と同時に行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項１０】
トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置において、請求項１記載の画像形成方法における補正制御を、定着装置のウォームアップ時に行うことを特徴とする画像形成装置。

【図１】